翼型设计 - 图文

翼型的设计与修形

?目的

当选择已有的翼型尚不能满足新设计的飞机要求时，需要重新设计或修改翼型。

?手段

目前已大量采用计算空气动力学的方法设计和修改新翼型，代替以往制造各种修正翼型模型进行风洞试验的过程。

?方法

1）直接法（Direct Methods）2）逆设计（Inverse Design）

直接法

?直接法基本过程：

1）确定目标;

2）人工修改翼型图形或数据;

3）通过计算分析并与设计要求比较分析;4）重复进行修正，直到满足要求。

?前提：

要求设计者有较深入的专业知识和丰富的设计经验。

翼型修形的一些指导原则

1)翼型上表面前缘附近的弯度和厚度对最大升力系数有重要

影响；2)平坦的翼型中部可能对应高的阻力发散M数；

3)增加上表面前部的厚度或下表面前缘附近的厚度会使激波

强度增加；4)增加后缘弯度将增加翼型升力，同时也增加低头力矩；5)上表面后部的斜率影响紊流附面层分离位置和分离区大

小，从而影响翼型阻力和失速特性；6)最大厚度点后移，可使最小压强点后移，从而转捩点后

移，层流附面层加长，紊流附面层缩短，摩擦阻力减少。

实例：滑翔机翼型的修形原翼型：有很好的低速性能修形动机：小迎角时气流易分离为了维持原有的最大升力系数，前缘下部形状最后修改成如此。改变前缘形状：消除了前缘气流易分离，但最大升力系数降低逆设计方法

实例：超临界翼型

?逆设计基本过程

1）给定压力分布目标函数和约束条件；2）通过优化方法计算机自动修改翼型形状；3）经过多次迭代，达到给定误差要求为止。